JPS63243001A - 植物および植物質をストレスから保護する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、植物および植物質（種子、組織培養物等）に
ポリアミンを適用することにより植物の生存度を延長す
る方法に関する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

植物の寿命は、温度や湿気の変動、有害なｆヒ学物質や
それらの組み合わせ、および生物学的な攻撃などに関連
したストレス（ｓｔｒｅｓｓ）による損傷を受けやすい
。切り取った花、葉、および植物のその他の部分も、こ
のような切り取りに起因するストレスによってそれらの
新鮮な外観を急速に失なう。花、葉、および植物のその
他の部分の貯蔵寿命を延長させるのみならず温度やその
他の原因（二関連したストレスに対する植物の耐性を大
きくするためにかなりの努力が払われてきた。

〔従来の技術〕

植物ジよびそれらの部分をストレスに対して調整する方
法を具体的に記述している代表的な特許（＝は下記のも
のがある。

米国特許第２，８０５，１３７号明細省は、フェノール
、カルボニル含有化合物と植物酵素によって異化作用を
受けて（ｃａｔａｂｏｌｉｚｅｄ）カルボニル含有化合
物になる化合物からなる群から選択される化合物、およ
びヒドラジン、アミン、および第４級アンモニウム化合
物からなる群から選択される化合物とを成分とする組成
物の有効量を適用することによって切り花を調整する方
法を開示している。このヒドラジンとアミンのウチ防腐
性と水の表面張力を下げる能力をもつものと云われてお
りそれゆえに使用に適するのは、モノアミン、例えばメ
チルアミン、エチルアミン、ジアミン、例えばエチレン
ジアミン、トリメチレンジアミン、およびポリアミン、
例えばトリアミノメタン、テトラメチレン−テトラミン
、およびヘキサメチレン−テトラミンである。

フェノールは５〜１２００重量部、カルボニル含有化合
物は５．ＯＤＤ〜５０，０００重量部、およびヒドラジ
ンまたはアミンのレベルは１０〜９００重量部の割合で
含まれる。

米国特許第４，２５１，７８９号明細書は、温度等によ
る種々の損傷で害を被むることがら作物を保護する方法
として、一般式Ｈ２Ｎ−Ｒ１−ＮＨ２（ただし、Ｒ１は
、−（ＣＨ２）ｎ−を示し、ｎは４〜１８の整数）の長
鎖ポリアミン化合物およびその種々のポリエチレンポリ
アミン誘導体を適用することを開示している。この式に
該自する適洛なアミンの例は、テトラメチレンジアミン
、Ｒンタメチレンジアミン、ヘキサデカメチレンジアミ
ン、スズルミジン、およびその他のポリアミンである。

ポジアミ／は通常は１０−４〜１０−２モル／ｌの範囲
の濃度に希釈して水性調合物として与える。

天然に存在するポリアミンは種々のストレス下で植物を
保護するのに重要な役割を演じることが広く報告されて
きた（Ｗａｒｅｉｎｇ、　Ｐ、Ｆ、　ｄｌｒ植物成長物
質Ｊ　Ｐｌａｎｔ　Ｇｒｏｗｔｈ　５ｕｂｓｔａｎｃｅ
ｓ、　１９８２　。

ｐｐ、　４８３〜４９４．　Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｐｒｅ
ｓｓ）。Ａ、Ｌ、　Ｇａ１ｓｔｏｎ（１９８３）の「植
物成長の調整剤としてのポリアミンＪ　（Ｐｏｌｙａｍ
ｉｎｅｓ　ａｓ　Ｍｏｄｕｌａｔｏｒｓ　ｏｆ　Ｐｌａ
ｎｔＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）　（Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃ
ｅ　、第３３巻、第６号）による、種々のストレス下で
植物を保護するための天然に存在するポリアミンの能力
に関する優れた報告もある。実験され、このような用途
に適すると考えられた天然ポリアミンの例は、カダベリ
ン（ｎ−ペンテンジアミン）、プトレシン（ｎ−ブチレ
ンジアミン）、スはルミジン（ｎ−ブチレン／ｎ−プロ
ピレントリアミン）、およびスペルミン（ｎ−プロピレ
ン／　ｎ　−フチレン／ｎ−プロピレンテトラミン）で
ある。

米国特許第３．７４９．５６６号明細書は、約１％の塩
化水素酸ナトリウム漂白液と約’４％の１．８−ナフタ
ル無水物または酸のジメチルアミンまたはジェタノール
アミン塩を含有している水溶液を適用することによって
発芽前（ｐｒｅ−ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ）除草剤に対する
種木の耐性を改善する方法を開示している。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、極端な温度、極端な湿度、切り取りに伴なっ
た、または化学薬品処理に関連する物理的な損傷、など
に起因するストレスに対する植物の抵抗性を改善する方
法に関する。植物は、式 ％式％） ただし、ｎは１〜６の整数を示し、Ｒは水素またはメチ
ル基のいずれかを示す のポリアミンおよびその塩の有効量を植物に適用するこ
とによって保護される。適用を容易とするために、ポジ
アミンは不活性担体に分散し、植物を保護するの（二は
十分な、かつ植物に損傷をもたらすには不十分な量で適
用される。

上に示した特定のポリアミンを植物に与えることによっ
てかなりの利点が得られる。これらの利点は、 ストレスに対して植物の保護を強化する能力、小さいモ
ル濃度でストレスから植物を保護する能力、 および、葉のしみ形成（ｆｏｌｉａｇｅ　ｓｐｏｔｔｉ
ｎｇ）を引き起こすことなく植物を保護する能力である
。

上記の式で示されるポリアミン化合物（これらは本発明
の実施のために、および天然に存在するポリアミンが使
用されている場合の代りのものとして適する）は４〜６
の窒素原子を含有している上記のポリアミンで、直鎖お
よび分岐アルキレンポリアミンを含む。これらのポリア
ミンは天然に存在するポリアミンとは著しく違って２個
の炭素原子によって分離されている内部窒素原子、すな
わち内部エチレン基、をもつ。

他方、植物を保護するのに使用された先行技術の天然に
存在するポリアミンは、外部窒素原子のみをもつか、あ
るいはもし内部窒素原子をもっていれば、このような内
部窒素原子が３以上の炭素原子によって分離されている
かのいずれかであった。本発明を実施するのに適当な特
定のポリアミンは、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）
、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、およびテトラ
エチレンペンタミン（ＴＥＰＡ）などのポリエチレンポ
リアミンである。その他のポリアミンは、ポリイソプロ
ピレンポリアミン、ポリ２−ブテンポリアミン、または
、ポリエチレン／プロピレンもしくはポリブテンポリア
ミンの混合物である。内部エチレン基の炭素原子の一つ
または両方にメチル置換基をもつポリアミン化合物は、
エチレン／イソプロピレント°リアミン、ジインプロピ
レントリアミン、エチレン／２−ブチレントリアミンで
ある。

ポリアミンはアミン塩として使用してもよく、本発明の
目的にとってアミン塩はポリアミンという用語とは均等
でこの用語中に包含される。

植物に適用するための天然アミンのアミン塩への転換法
は公知であり、この技術を本文で記述したポリアミンの
使用に応用できる。アミン塩の例は、無機酸および有機
酸の両方のアミン塩を含み、特定の例は、酢酸アミン、
プロピオン酸アミン、塩酸アミン、硫酸アミン、リン酸
アミン、およびナツタリック酸および無水物の各アミン
塩である。上記のリスト中には、従ってジエチレントリ
アミンアセテート、ジエチレントリアミンクロライド、
ジエチレントリアミンサルフェート、など、およびトリ
エチレンテトラミンアセテート、トリエチレンテトラミ
ンサルフェートおよびトリエチレンテトラミンナフチネ
ートがある。

ポリアミン組成物は予期されるストレスに対して植物の
所望の保護をもたらすのに十分な量で植物に適用され、
この量はポリアミンが適用される植物の種類および該ス
トレスに従って変わるものである。ポリアミンは従来の
方法で、例えば普通は溶液または湿らせることができる
粉末として植物に適用される。大まかには、ポリアミン
は、ポリアミンの濃度を０．０１〜２０，０００マイク
ロモル、典型的には１〜２，０００マイクロモルの水溶
液として適用することができる。これらの溶液は次に植
物の表面（二通常はしたたり落ちる点（ｄｒｉｐ　ｐｏ
ｉｎｔ）まで適用され、アミンを植物に吸収させる。一
般に、吸収の程度は植物の生重量の１グラム当りポリア
ミン１×１０−５〜１マイクロモルの範囲である。明ら
かに、ポリアミンは窒素原子の間（二内部エチレン基を
もち、それゆえ（１葉のしみ発生をもたらさないので、
ポリアミン「やけ」（ｂｕｒｎｉｎｇ）なしに種々の露
出時間で相当量の溶液を適用することができる。

ある植物によって吸収される活性成分の量は植物によっ
て吸収される水の童、溶液中のポリアミンの濃度、露出
された植物の表面積、および植物細胞の内側へのポリア
ミンの移動のしやすさの函数である。例えば、種子は一
般に生重量の１グラム当りいっそう多くのマイクロモル
のポリアミン吸収を必要とし、葉や切り花よりもポリア
ミンの吸収に対してより不浸透性であす、より高濃度の
ポリアミンによる処理を必要としよう。加えて、より長
い露出時間および／またはより高い露出温度を必要とし
よう。それゆえ、本発明のポリアミンの全てがストレス
保護に有効であるけれども、直線部分（ｓｔｒａｉｇｈ
ｔｍｏｉｅｔｉｅｓ）　ＤＥＴＡ、　ＴＥＴＡ、および
ＴＥＰＡが好ましい。

しかしながら、あるポリアミンの有効性はある程度その
特定のポリアミンに固有のものであり、鎖の直線性およ
び分子量は植物の保護における相対有効性の単独の決定
因子ではないことを理解すべきである。

公知のとおり、植物の保護のために適用されるべきポリ
アミンの量は、種々の植物および種種のストレスごと（
＝異なる。しかしながら、１ニ一カー分の大豆を干ばつ
に対し保護するための計算されたＤＥＴＡの墓は、植物
１本当り１マイクロモルのＤＥＴＡ噴霧を２ミリｔを与
え、１ニーカー当り２０００本の植物、および１０％の
噴霧効率と仮定して（実施例１と同じ）、４．１グラム
であることを特記することは有益である。

本発明において用いるの１＝適するポリアミンの適用を
下記の各実施例によって具体的に例証する。

〔実施例〕

実施例　１ 干ばつ下のポリアミンの効果 テストの放物としてジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）
を、また比較例としてスペルミンを使用して種々の組成
の水性ミストでしたたり落ちる点まで噴霧するのに先立
って通常１５日間２５本の大豆を成長させた。スペルミ
ンは植物の保護のための天然ポリアミンの中で最良のポ
リアミンの一つであると思われるので、比較例のポリア
ミンとして選択した。該植物を５本ずつの−１４＝ ５つのグループに分け、したたり落ちる点に達するに十
分なミストとして与えられる約２ｒｎｔの水溶液で各々
の植物を噴霧した。該植物は次に温室で生育し、１７日
間水やりなしないで干ばつ状態をシュミレートした。温
度は約２Ｑ〜２５℃の間に維持した。

最初のシュミレートした１７日の「干ばつ」の後で、フ
ィールド（ｆｉｅｌｄ）能力いっばいまで土を飽和させ
るように植物に水やりした。その後で、全植物を再び第
二のシュミレートした干ばつにさらし、各グループの植
物を士のレベル上１インチで切り取り、マイナス１．７
ミリパスカル（ＭＰａ　）よりも正に水ポテンシャルを
維持する植物の能力を測定するために時間の函数として
植物の総水ポテンシャルについて圧力容器（ｂｏｍｂ）
法でテストした。マイナス１．７　ＭＰａの水ポテンシ
ャルより高くない総水ポテンシャルなもつ植物は枯死し
たものとみなす。明らかに、植物はマイナス１．７　Ｍ
Ｐａよりも高い水ポテンシャルをもたないうちに長く生
き延びできればできるほど植物に生存度がより強い。Ｄ
ＥＴＡの濃度と水ポテンシャル時間を表１に示す。

表　　　１ １　　　水（比較例）　　０　　　　　　　　　２６時
間２　　　　　　ＤＥＴＡ　　　　０．８マイクロモル
　　　　４６時間３　　　　　　ＤＥＴＡ　　　　１．
５マイクロモル　　　　４４時間４　　　　　　ＤＥＴ
Ａ　　　　３．１マイクロモル　　　　４５時間５　　
　　　　ＤＥＴＡ　　　　２．０００マイクロモル　　
　　３６時間Ｄ８．１．５および３６１マイクロモルの
各濃度は干ばつ状態下で大豆の生存度を延ばすことがで
きた。２，０００マイクロモルの９霧はより低濃度のも
のより効果が乏しかった。

上記と同様の実験をスはルミン溶液で処理した５木の大
豆植物の４つのグループについても行ない、結果を表２
に示す。

表　　　２ １　　　　　　　水　噴　霧　　　　　　　２４時間２
　　　　１．５マイクロモルのスペルミン　　　３０　
時間３　　　２．０００マイクロモルのスペルミン　　
　２４時間４　　　６．０００マイクロモルのスペルミ
ン　　　２３　時間全てのケースでスペルミンはＤＥＴ
Ａより効果が乏しいことが明らかである。

第二の６８時間のシュミレートした干ばつ状態への露出
後でさえ、生き残ったＤＥＴＡ処理した植物は良好な状
態にあることが分ったが、両方の水比較例および１．５
マイクロそルのスペルミンで噴霧した植物は枯死した。

２，０００マイクロモルのスペルミンで噴霧した植物の
外観は１．５マイクロモルのＤＥＴＡで噴霧した植物の
それと等しかったが、６，０００マイクロモルのスにル
ミンで噴霧した植物はポリアミンやけを明らかに示した
。

実施例　２ 「ポリアミンやけ」 植物に及ばず活性成分の作用を水と比べて測定するため
に水性ミストをしたたり落ちる点まで３本の１５日間生
育した大豆植物に”Ｊ霧した。

一本の植物は２ミリモルのＤＥＴＡ水溶液で、一本は２
ミリモルのスはルミン溶液で、もう一本は水で噴霧した
。翌日までにスはルミン処理した植物は「ポリアミンや
け」を示したが、他の二本の植物は正常であった。この
ように、等しいモル濃度で、ＤＥＴＡ溶液はしみ形成を
引き起こさなかったが、天然ポリアミン、スペルミンは
こ−１８＝ のようなしみ形成を引き起こした。

実施例　６ 花びん寿命に及ぼすポリアミンの効果 長い茎のゲーパー（Ｇｅｒｂｅｒ）デージ−を、これら
の重い花が長いせん細な茎で折れやすく、よってたやす
く定量化できる花びん寿命テストを提供するので、花び
ん寿命テストのために選択した。花びん中の水は１を当
り０．２７のクエン酸ヒドロキノンと２０９の蔗糖を含
有した。各各の花びんには一本の花と２００ｒｎ１．の
水またはテストのポリアミンを含有している溶液を入れ
た。結果を表３に示す。数字は当該日にうけ入れること
のできる茎のチを示す。

上記のデータから、ＤＥＴＡとＴＥＴＡは切り花の花び
ん寿命を延ばすのにスペルミンに必要とされるよりも小
さいモル濃度でスペルミンと同程度の効果があり、言い
換えれば等しい濃度ではより効果的であったことが明ら
かである。テスト候補のいくつかは、スペルミンと水で
処理した植物が数日前に枯死したにもかかわらず１１日
後に生きながらえた。さらに、より高い％のＤＥＴＡと
ＴＥＴＡで処理した植物は水およびスペルミンで処理し
た植物よりも長く生きながらえた。

例えば、６日後、水およびスペルミンで処理した植物は
急速にしおれはじめたがＤＥＴＡとＴＥＴＡ処理した植
物はごくわずかたけしおれた。

外２名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）植物にポリアミンまたはポリアミン塩をストレスか
   ら植物を保護するのに有効な量で適用してストレスによ
   る損傷から植物を保護する方法において、式 Ｈ＿２ＮＣＨＲＣＨＲ（−ＮＨＣＨＲＣＨＲ−）＿ｎＮ
   Ｈ＿２ただし、ｎは１〜３の整数を示し、Ｒは水素また
   はメチル基のいずれかを示す で示されるポリアミンまたはかかるポリアミンの塩を使
   用することを特徴とする改良方法。 ２）該アミンが植物に水溶液として適用される請求項１
   記載の方法。 ３）該アミンが０．０１〜２０，０００マイクロモルの
   量で存在する請求項２記載の方法。 ４）該溶液が葉、種子、および花に適用される請求項３
   記載の方法。 ５）該ポリアミンがジエチレントリアミンである請求項
   ３記載の方法。 ６）該ポリアミンがトリエチレンテトラミンである請求
   項３記載の方法。 ７）該ポリアミンがテトラエチレンペンタミンである請
   求項３記載の方法。 ８）植物にポリアミンまたはポリアミン塩を植物の生重
   量の１グラム当り１×１０＾−＾５〜１マイクロモルの
   ポリアミンとなるポリアミンまたはポリアミン塩の吸収
   レベルをもたらす量で適用してストレスによる損傷から
   植物を保護する方法において、該ポリアミンまたはポリ
   アミン塩としてジエチレントリアミンまたはその塩を使
   用することを特徴とする改良方法。